Обнаруживаемость межзвездных сообщений

Некоторые цифры взяты из обзора Cullers (2000) , в котором обсуждается проект SETI Phoenix. Там утверждается, что тарелка Аресибо способна обнаруживать узкополосный когерентный сигнал$f=10^{-27}$Вт/м$^2$учитывая 1000-секундное наблюдение. Если предположить, что это изотропный сигнал, то подразумеваемая мощность на расстоянии$d$является$p=4\pi d^2 f$, что обозначает$p \simeq d^2$МВт.

Таким образом, ясно, что если сигнал мощностью 1 МВт не будет сильно направлен, он не может быть обнаружен нашими современными технологиями даже от ближайшей звезды. (На самом деле этот номер устарел, приемник в Аресибо стал несколько более чувствительным, но я не могу найти никаких номеров). Конечно, мы излучаем больше направленных сигналов. Радар Аресибо излучает с мощностью 1 МВт, но его эквивалентная мощность изотропного излучения составляет 20 ТВт. Другими словами, тарелка Аресибо может обнаруживать направленные сигналы, которые она излучает (и, конечно же, делает это при метрологии Солнечной системы) на расстоянии около 5000 световых лет, хотя радар обычно не посылает сигнал в течение 1000 с.

Проект SETI Phoenix был самым продвинутым поиском радиосигналов от другой разумной жизни. Цитата из Cullers et al. (2000) : « Обычные сигналы, в отличие от наших самых сильных сигналов, опускаются ниже порога обнаружения большинства обзоров, даже если сигнал исходит от ближайшей звезды ». Цитата из Tarter (2001) : « При нынешнем уровне чувствительности целенаправленный микроволновый поиск может обнаруживать эквивалентную мощность мощных телевизионных передатчиков на расстоянии 1 светового года ». Недавний опросс помощью телескопа Грин-Бэнк удалось исключить непрерывные сигналы (от 1,1 до 1,9 ГГц) на уровне 8 (лучевых) радаров Аресибо из большой выборки из 104 планет-хозяев Кеплера на расстоянии ~ 1000 световых лет.

Радиотелескопы следующего поколения используют «фазированные решетки» для одновременного отслеживания сигналов со многих направлений и могут выполнять широкоугольные исследования гораздо быстрее. Проект SETI теперь использует Allen Telescope Array. Утверждается , что за 10 лет он может обследовать миллион звезд с достаточной чувствительностью, чтобы обнаружить радар Аресибо на расстоянии 1000 световых лет.

Было высказано предположение, что новые проекты радиотелескопов и технологии, такие как LOFAR и Square Kilometer Array, могут быть способны (используя месяц или около того времени наблюдений) случайным образом обнаруживать радио «болтовню» на частоте в несколько сотен МГц на расстояниях 10–1000 м. световых лет и на большей части неба — см. Loeb & Zaldarriaga (2007) . Массив SKA, который должен начать полную эксплуатацию через некоторое время после 2025 года, также может одновременно отслеживать множество направлений для направленных сигналов. Хороший обзор того, что может быть возможно в ближайшем будущем, дан Tarter et al. (2009) .

РЕДАКТИРОВАТЬ: я понял, что не полностью ответил на вопрос. Тарелка Аресибо может обнаружить лучевой сигнал, о котором вы говорите, в 1000 с на расстоянии около 5000 световых лет. Тарелка имеет диаметр 304 м. Таким образом, для обнаружения сигнала, который исходит в 5 раз дальше и будет в 25 раз слабее, наивно потребуется 1,5-километровая тарелка (при условии, что уровни шума останутся прежними).

Этот документ содержит важный анализ различных компромиссов между пропускной способностью и энергоэффективностью. Интересный вывод из этой статьи состоит в том, что наиболее энергоэффективный способ отправки и получения межзвездных сообщений (в плоском пространстве-времени), максимизирующий скорость передачи данных, требует очень большой полосы пропускания передачи. В частности, это означает, что традиционная разновидность SETI, которая ищет подозрительные автономные частотно-модулированные гауссианы, может быть слишком наивной и ограничивающей, а может быть и неоптимальным способом коммуникации.

Существуют и другие известные приемы повышения скорости передачи данных при очень малой мощности. Используя гравитационные фокусы звезд, несколько авторов рассчитали и предсказали, что даже маломощный мобильный телефон можно обнаружить на расстоянии 10 световых лет! Итак, если зонды Брейсвелла или фон Неймана поддерживают галактический интернет, гравитационные фокусы — это то место, где мы хотим разместить наблюдателей для прослушивания сигналов.

Я вспоминаю техническую презентацию на YouTube, на которую не могу найти ссылку после часа поиска. Речь шла о лазере, созданном военными, и он сказал, что это всего лишь порядок (или что-то в этом роде), чтобы масштабировать технологию до чего-то, что могло бы стать межпланетным прожектором, а также могло бы передавать сигналы на межзвездные расстояния с помощью зеркало 8 метров на каждом конце.

Дело в том, что лазер импульсный , с очень высокой частотой и всю мощность вкладывает в импульсы, поэтому ярче средней мощности. Но отражение может искать эту частоту и, таким образом, выделять сигнал даже на сильном фоне. Я нашел хиты по этой общей теме за несколько десятилетий.

Таким образом, обсерватория нормального размера могла бы видеть излучаемые сигналы на расстоянии более 50 световых лет (если мне не изменяет память) , если вы точно знаете, что искать. Он удобочитаем , но незаметен и, в сочетании с протоколами цифрового кодирования, вероятно, не поддается обнаружению без большой вычислительной мощности и очень тонких спектральных каналов.